实验背景
现代工程建设中基坑工程非常普遍，城市内的基坑工程周围有较多的地上和地下建筑物，基坑施工不仅自身安全要保障，同时还要监测周边已有建筑不受施工影响而损坏。基坑与建筑物形变监测技术是保障施工安全的有效手段，是工程测量与土建施工领域教学和科研的重点内容之一。基坑工程具有“施工风险高、施工难度大、周边环境复杂、形变影响因素多、监测周期长、监测精度要求高、观测时间长”等特性，涉及土木工程与测绘专业多方面理论、方法与仪器设备的综合运用。影响基坑形变的因素很多，本项目通过改变基坑形状与大小、支护类型与结构、与周边建筑关系、土质情况等参数，构建了多个不同的实验基坑场景，学生能够选择不同场景，针对性地设计不同的监测方案；同时，系统以施工开挖深度、基坑附近荷载变化、土壤含水量以及时间等为参数模拟了变形函数让基坑局部发生变形，学生能够在基坑有动态变形的环境下设计、调整、优化监测方案。多场景动态变化基坑的设计，超越了现实场景，为学生提供了开放式、非体验、无预案、非固定的实验环境，可以实现不同场景不同监测方案、相同场景不同方案下获得不同监测结果的实验效果，为学生循序渐进地开展基本技能训练、深入理解并开展综合、探究、创新型形变监测实验、培养学生自主研究型学习、提高学生综合能力创造了条件。
本仿真实验项目涵盖知识点多、功能全面、综合性强。基础训练环节可进行“水平角测量、垂直角测量、水准测量”等基本技能的训练，系统自带操作步骤的语音与文字提示；测试仿真模块可以对基本操作技能进行考核并评分；形变测量模块可进行形变监测方案设计，基准点、工作基点、监测点布设，选用不同监测方法，从仪器库中选择相应的仪器设备实施水平位移、竖向位移、倾斜等形变监测作业；在分析监测结果的基础上，调整优化监测方案、进行不同方案对比实验、实施形变预警报警等操作；实验结束系统能自动生成实验报告。
本项目既有测试模块可对学生操作能力进行考评，也可通过每一项操作的记录、监测结果与系统正确值比较来进行客观考评，并可由实验老师通过实验分析与总结报告等内容进行部分定性评价，评价体系完备。
基坑工程具有“施工风险高、施工难度大、周边环境复杂、形变影响因素多、监测周期长、监测精度要求高、观测时间长”等特性，导致施工现场环境复杂，危险性高，非工作人员被禁止进入施工场地；形变监测需伴随整个施工运营过程，周期长，监测次数多，且单次观测内容多，所需时间长，现实教学环节中基坑形变监测实验组织困难，难以完整开设。
实验目标
通过实验学生应掌握水平位移、竖向位移、倾斜监测的内容、方法、形变结果分析等知识点的基本原理、基本方法；初步实现不同场景不同方案，相同场景不同方案有不同结果的开放式实验效果，全面培养学生自主研究型学习、设计实施创新型实验的能力，有效提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
实验设计原则
面向不同层次需求、循序渐进；实验场景多样化动态化，无预设方案非固定模式；考核评价体系完备；线上线下互动；注重综合能力培养。
